水世界行星 高溫料有「熱冰」

【明報專訊】國際天文學家透過哈勃望遠鏡觀察證實，於2009年初次發現、被視為「超級地球」之一的一個太陽系外行星，原來是一個「水世界」，估計其主要成分是水，而非以往常見的岩石或氣體，屬於一種科學家所知的全新類型行星，有別於太陽系主流的岩石行星、氣態行星和冰態行星。由於高溫兼高壓，該行星上甚至可能有「熱冰」（即高溫固體的水）等特異物質的存在。


這個代號為「GJ 1214b」的行星，2009年由美國哈佛—史密森天體物理學中心（CfA）的地面望遠鏡首先發現。今次CfA專家伯塔（Zachory Berta）帶領的國際天文學家團隊，透過哈勃望遠鏡再次作觀察，分析GJ 1214b在圍繞恆星運行時穿透其大氣層的紅外線數據，來了解其大氣成分。


距地球40光年 232℃料無生物

GJ 1214b距地球僅40光年，體積介乎天王星與地球之間，直徑約為地球的2.6倍，質量約為地球的6.5倍，被科學家列入「超級地球」（superearth）一員，以表明它可能與地球性質接近。GJ 1214b每38小時圍繞距離僅200萬公里的紅矮星公轉一周（意即「1年」只有38小時），其表面溫度高達232℃，估計生物無法生存。


研究證實，GJ 1214b的光譜與充滿蒸氣的大氣層脗合，推測其大氣層逾50%質量為水分。GJ 1214b平均密度為每立方厘米1.9克，地球則為每立方厘米5.5克，與水每立方厘米1克的密度對照，估計GJ 1214b比地球擁有較多水分和較少岩石。


大量水分 疑曾處星系宜居帶

伯塔指出，GJ 1214b主要由水組成，與現今其他已知行星都不同，屬於新種類行星。其高溫高壓的環境，可能令星體上的物質出現特別狀態，例如「熱冰」（hot ice）、超流態水（superfluid water，特點是完全缺乏黏性，在任何表面流動時都不會有摩擦力），當然星球上亦可能有液態水存在。科學家估計，GJ 1214b形成之初，很可能處於遠離所屬恆星的軌道位置，其後逐漸移近，相信曾有一段時間處於「宜居帶」（意即距離恆星不太遠也不太近，適合生命存在的區域，就像我們的地球），加上星體上有大量水分，可能曾有生命存在，但未知其「宜居期」維持了多久。


天文學家至今發現逾700顆太陽系外行星的性質，很多均與太陽系行星的差異極大，挑戰科學界對行星的理解，有學者認為宇宙的可能性遠超人類想像，慨嘆「對太陽系的研究已經是過時的科學」。